論地質工程專業《晶體光學》課程的教學改革

涂偉

【摘 要】《晶體光學》是地質工程專業非常重要的一門基礎課程，其教學質量的好壞將會對后續的多門非常重要的課程的教學質量產生影響。該課程具有理論性強和實踐性強的特點。根據該課程的特點和筆者在教學過程中發現的一些問題，本文討論了該課程教學改革的一些方向，包括教學內容、教學方法和考核內容及方式三個方面，希望能為同仁們提高該課程的教學質量提供一些參考。

【關鍵詞】地質工程；晶體光學；教學改革

中圖分類號： P574-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）26-0039-002

Discussion on the educational reformations of the crystal optics course for the major of geological engineering

TU Wei

（School of Enviroment and Resource， Southwest University of Science and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China）

【Abstract】Crystal optics is a very important basic course for the major of geological engineering. The educational quality of this course will influence that of many following courses which are of great importance. This course is strongly theoretical and also strongly practical. Based on the characteristics of the course and some problems the author encountered in the educational process， the directions of the educational reformations of the course have been discussed in this paper， including the aspects of educational contents， educational methods and the contents and modes of the tests. I hope this paper can provide reference for colleagues to improve their educational quality of the course.

【Key words】Geological engineering； Crystal optics； Educational reformations

0 引言

對于地質工程專業的學生來說，正確地識別礦物是非常重要的技能，是他們以后能夠勝任多種工作的基礎。在識別礦物時，可以用肉眼或借助放大鏡觀察手標本，也可以用偏光顯微鏡觀察薄片，還可以借助電子探針等高端儀器設備進行分析測試。然而，肉眼和放大鏡的分辨能力畢竟有限，高端儀器設備的使用成本很高；而偏光顯微鏡具有很高的分辨能力，同時還具有非常低廉的使用成本，因此，對于地質工作者來說，它是非常重要的基本工具之一?！毒w光學》這門課程的主要目的就是教會學生使用偏光顯微鏡識別礦物。

1 課程主要內容及特點

1.1 主要內容

《晶體光學》課程的主要內容可以分為晶體光學基礎、偏光顯微鏡、單偏光鏡下的晶體光學性質、正交偏光鏡下的晶體光學性質、錐光鏡下的晶體光學性質、透明礦物的系統鑒定六個部分[1]。在西南科技大學，《晶體光學》課程共32個學時，其中講課16學時，實驗16學時；講課的16學時中，晶體光學基礎占4個學時，透明礦物系統鑒定占4個學時，其余的四個部分每個占2個學時。

1.2 課程特點

1.2.1 理論性

《晶體光學》課程涉及到光學和晶體學中的很多概念或原理，例如光的波動性、光的偏振、光的雙折射、晶體的對稱性等，理論性很強[1]。學習這門課程，要求學生有較好的物理和數學基礎。該課程空間性、抽象性強，例如，光率體本身是不存在的，它是為了研究方便而抽象出來的立體幾何圖形；因此，學習這門課程，要求學生充分發揮抽象思維能力和空間想象能力[2]。

1.2.2 實踐性

《晶體光學》課程涉及到偏光顯微鏡的使用以及透明礦物的系統鑒定等內容，實踐性很強[1]。學習這門課程，要求學生有較強的動手能力、學以致用的能力和理論聯系實踐的能力。

1.2.3 基礎性

在西南科技大學，《晶體光學》作為地質工程專業的必修課程和專業核心課程，在大一下學期就為學生開設，原因是《晶體光學》課程是《巖石學》、《礦床學》、《構造地質學》等多門重要課程的基礎。如果學生沒學好《晶體光學》，那么學習后續課程時可能會遇到很大的困難。所以，《晶體光學》這門課程應該受到高度重視，要確保很高的教學質量。

2 課程教學目前存在的問題

2.1 現有教材的內容安排不夠合理

現有的一些《晶體光學》教材晶體光學基礎部分內容過少，很多內容沒有詳細闡述或者沒有闡述，例如，光波法線和光線之間的關系、電振動矢量與電位移振動矢量之間的關系等[1，3-6]。這給一些學生的學習帶來了困擾。另外，現有的一些《晶體光學》教材對于薄片的制作過程沒有介紹或者介紹得不夠詳細[1，3-5]。這樣的安排也是不合理的，因為雖然一些單位有專門的磨片人員，但是很多情況下需要地質工作者自己動手磨片，所以筆者認為應該讓地質工程專業的學生都掌握磨片技術，而不是僅僅簡單地了解。endprint

2.2 大多數學生對基礎知識不能很好地理解和掌握

由于晶體光學基礎部分的課時數較少，很多內容無法深入講解，而且有些內容在所選用的教材上也沒有闡述或者沒有詳細闡述[1]。這使得大多數學生僅僅學到了晶體光學基礎知識的一部分，不能完全地理解和掌握，達不到融會貫通的效果。對基礎知識的一知半解會影響他們對后續內容的學習，使得一部分學生對后續章節涉及到的基本原理理解和掌握得也不好，甚至使一些學生對該課程失去興趣。

2.3 學生的實踐能力有待提高

由于大多數學生對基礎知識理解和掌握得不好，一部分學生對后續章節的基本原理理解和掌握得也不好，而在實驗課上又過于強調操作規程，很多學生只是暫時記住了操作程序，并沒有真正理解這樣操作的原因。過一段時間之后或者換用另一種型號的偏光顯微鏡，可能會有相當數量的學生不知道該如何操作了。

另外，關于儀器的操作，一些學生有自己的想法，他們的想法和實驗操作規程可能有差別。然而，由于擔心他們損壞儀器，在以前的教學過程中一般不鼓勵學生隨意操作儀器。這不利于學生動手能力和獨立思考能力的培養。

2.4 課程考核內容和方式不夠合理

在西南科技大學，地質工程專業《晶體光學》課程的考核主要分為平時測驗、期末考試和實驗報告三個部分，比重分別為20%、50%和30%，采用結構評分的形式給出課程的最終成績。這種評分形式還是比較合理的。

但是還存在以下一些問題。首先，平時測驗和期末考試試題中基礎知識所占比重太低，不能夠引起學生對基礎知識的重視，同樣不利于學生對基礎知識的理解和掌握。其次，平時測驗和期末考試中名詞解釋題、簡答題和問答題所占比重太高，學生通過考前的死記硬背也能得很高的分數，然而學生并不一定真正理解和掌握這些內容。再者，實驗報告并不能真實地反映學生的實踐能力，因為實驗課不像考試那樣有嚴格的監考，因此很可能會存在抄襲現象，甚至有些學生沒有進行操作也能夠把實驗報告寫得很好。

3 課程教學改革

3.1 教學內容改革

筆者認為，對于《晶體光學》這門理論性強的基礎課來說，需要加強基礎知識的教學。首先，教材中基礎知識部分的內容需要增加，一些重要的概念或原理需要詳細闡述。另外，基礎知識部分的教學課時數需要增加，筆者認為6-8個學時是比較合適的，在課堂上同樣也要把重要的概念和原理講解清楚。

3.2 教學方法改革

理論課方面，對于極其重要的晶體光學基礎知識，在課堂上除了講授理論之外，還應該講解一些實例或者習題，這有助于學生對這些基礎知識的理解和掌握。另外，鑒于《晶體光學》課程空間性、抽象性強，在教學過程中要注意使用相關的教學模具和計算機軟件，以便學生更容易地理解和掌握一些內容[2]。例如，在講解光率體時，可以把光率體模型帶到課堂上，或者使用3D軟件繪制出光率體，在課堂上向學生展示。

實驗課方面，筆者認為不要太過強調操作規程，而應該鼓勵學生按照他們自己的想法操作儀器，調動他們的積極性和主動性，激發他們的學習興趣，培養他們的動手能力和獨立分析問題、解決問題的能力。另外，還要盡可能地使用一些現代化的教學手段，例如，使用顯微數碼互動實驗系統可以提高實驗教學質量[7]。

答疑是非常重要的教學環節，除了課堂上的答疑之外，還應該設法拓寬課下的答疑渠道。筆者認為，在“互聯網+”的時代背景下，教師應該充分利用手機上的通信軟件，和學生保持密切的溝通，在學生遇到困難時及時給予幫助。

3.3 考核內容及方式改革

在平時測驗和期末考試中，應加強基礎知識方面的考核，增加這方面試題的分值比重；另外，減少名詞解釋題、簡答題和問答題所占的比重，而多出一些能夠真實反映學生理解和掌握情況的題型。另外，實驗報告所占的分值比重應該減少，而應該增加實驗考試，而且實驗考試的分值比重應該較大，并且在實驗考試中應該重點關注學生是否能夠獨立地使用偏光顯微鏡識別礦物。

4 總結

根據《晶體光學》課程的特點以及筆者在教學過程中發現的一些問題，筆者認為加強基礎知識教學是教學內容改革的一個重要導向，在教學方法方面要重視理論聯系實際、多種教學手段的使用以及設法調動學生的積極性和主動性，在課程考核方面，要加強基礎知識的考核，所使用的考核方式應能夠真實地反映學生基礎知識和基本技能方面的理解和掌握的情況。

【參考文獻】

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[7]楊鋒，劉蘇橋，白艷萍，等.顯微數碼互動實驗系統在晶體光學實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2013，30（2）：66-69.endprint